SW Simulation线型静态分析——【有限元分析】

但是，实验在科学研究中的地位正受到另一种研究手段的强有力 冲击！
基于设计仿真一体化的设计流程
概念设计 详细设计 虚拟样机 CAE分析 原型样机
1. 性能分析设计 2. 寻找产品缺陷 3. 缩短研发周期 4. 降低产品成本
试验校验
5. 建立自主技术
产品
什么是仿真
人类需要借助各种工具来增强、延伸和扩大自己认识世界的能力， 仿真正是用高科技手段构造出一种人工环境，帮助工程师和科学家创 造一个时域和空域可变的虚拟世界，使人们能够在这个世界里无所不 能。
油箱
散热器 底座
底座
橡胶件非线性静态分析案例：皮尔轴承橡胶密封
上海皮尔轴承有限公司隶属于美国皮尔轴承公司的全资子公司，于
2008年被全球轴承业巨头SKF收购。
2013年中旬和我们合作，解决橡胶件件密封及磨损相关问题解决
方案。
轴
承
防
尘
盖
装
配
分
析 数
实验
据
全
局
规
仿真
划
温度 磨损量 摩擦力 接触压强 变形过程
锅底受热不均
什么是有限元
铜的化学性能：容易在高温发生化学反应 手柄温度过高
锅底受热均匀
什么是有限元
铝的化学性能：容易在高温发生化学反应 手柄温度过高
锅底受热均匀
什么是有限元
材料
不锈钢
铜
锅底温度分布是否均匀
否
是
食物是否安全 是否方便清洁 能否手持把手
是
否
是
否
是
否
铝
？？？
是
是
是
是
是
是
否
是
什么是有限元
橡 胶 密 封
橡 胶 密 封
实验，多少世纪以来都是科学研究的主要手段，甚至 在很多环境下是唯一手段！
传统产品设计流程
概念设计
详细设计
反复多次
原型样机
试验校验
产品
三验： 1、经验 2、试验 3、后验
三依赖： 1、依赖人 2、依赖时间 3、依赖运气
需解决的问题： 1、减少依赖 2、知其然 3、技术自主
不锈钢的底面，铝的表面，铜夹层！
什么是有限元
什么是有限元
狭义的有限元分析：运用有限元分析软件，对实际产品进行相应的力学分析。 对工程师的要求：需要能够操作软件，并且有一定的力学功底。 给企业带来的效益：短期内能够培养出针对自己产品进行分析验证的分析工 程师。 后期遇到的问题：分析出来的结果无法获得相应的价值，如实验验证、优化 产品结构等等。
材料参数反推
磨损预测
预测密封效果并 进行趋势对比
塑料件非线性静态分析案例：宁波天安塑料卡扣
宁波天安是同行业中国排名前5的国家级大型企业，该公司竞标一福 特车用塑料卡扣。福特原始卡扣由于设计存在问题，经常出现断裂问题， 天安集团于2014年初与我们合作，希望我们能够找出原始设计缺陷。
装配过程中接触压力过大，塑料 件表面被划伤！
SolidWorks Simulation 培训 ——线性静态分析
教程使用说明
➢前提条件：机械设计经验 ➢教程编写原则：基于过程或任务的方法而设计的
培训教程，并不是专注于介绍单项特征和软件功 能 ➢本书使用方法：希望读者在有Simulation使用经 验的教师指导下，在培训课中进行学习
Solidworks Simulation课程安排
1997年9月，钱学森院士写道：“随着力学计算能力的提高，用 力学理论解决设计问题成为主要途径，而试验手段成为次要的。”
仿真是指对科学现象、工程/产品的功能、性能和运行行为实施计算机 模拟的方法体系，尤其对： 1.难以货耗资昂贵的科学现象的物理实验，如核聚变； 2.重大工程/复杂产品的功能、性能和极端行为的模拟仿真、科学本质的显 现，如溃坝、车辆碰撞、飞机坠毁等； 3.难以通过肉眼和实验设备检测的实验现象，如流动现象等。
部分行业实际案例
线性动力学分析案例：钱江电器抗震分析
钱江电器于2013年初向智利出口某型号变压器，由于智利方需要 一份依据IEEE Std 693-2005国际标准的有限元抗震分析报告，因此钱江 电器请求我们华睿提供技术支持，在指定时间内成功完成分析并提交 报告，促成钱江电器完成订单。
高压管套 变压器器身
什么是有限元
最大变形量/mm 支架安全因子 螺栓安全因子
方案1 0.25 3.23 2.99
方案2 0.27 2.7 1.83
方案3 0.19 3.62 1.69
方案4 0.13 5.64 3.73
?
什么是有限元
哪种材料的设计方 案最适合烹调?
材料：不锈钢 材料：铜
材料：铝
什么是有限元
不锈钢的化学性能：不容易在高温发生化学反应 手柄温度安全
课程 前言 第 01 课 第 02 课 第 03 课 第 04 课 第 05 课 第 06 课 第 07 课 第 08 课
内容 有限元基础知识 分析流程 网格控制、应力集中、边界条件 带接触的装配体分析 对称和自平衡装配体 兼容/不兼容网格 薄件分析 混合网格——壳体和实体 自适应网格技术
什么是有限元
什么是有限元
• 广义的有限元分析：在运用有限元分析软件，对实际产品进行相应 的力学分析基础之上，通过产品实验的结合，并对实验数据及仿真 数据的归纳总结，得到企业产品的一系列性能数据。
• 对工程师的要求：专业的分析工程师，拥有深厚的力学专业功底和 实验数据处理能力
• 给企业带来的效益：创新，技术自主，企业知识库 • 企业遇到的问题：时间周期过长
改进
改 进 后 插 入 过 程 截 图
其他案例
2013年底，和华东勘测设计研究院合作，解决大型电站门架静态分析问题。 2013年全年，和杭州汽轮机厂合作，共同研究讨论关于企业产品的实际分 析应用问题。 2013年全年，指导三花集团工程师有限元分析并在企业推广有限元分析。 ………
行业解决案例——海宁正扬轴承
外圈实际装配压缩量
外圈受热膨胀量
内圈受热膨胀量
游
隙
设
计
滚珠受热膨胀量
游隙实际设计量
轴承静态
接触压力完全满足赫兹接触理论的形态要求
轴承静态
固
有
第7阶 121.5HZ
第10阶 1480HZ
第14阶 1931HZ
频
Biblioteka Baidu
率
第21阶 2647HZ
第25阶 3457HZ
第44阶 4615HZ
轴 承 散 热
2013年7月，我们和海宁正扬轴承正式合作，双方约定利用半年时间，以 Solidworks和Simulation为交流平台，全方位提升企业工程师的研发能力，促进企业 创新。实施主要内容包含以下方面： 1.针对轴承的三维建模能力、有限元分析技能的培训； 2.帮助企业建立一套标准的有限元分析流程，包括：游隙问题，散热问题，固有频 率，静强度问题，密封问题这五大轴承基本问题以及在此基础上的优化案例问题； 3.共同研究关于疲劳问题的解决方案，我方提供有限元分析技术支持，正扬提供相 应的实验数据。